春節臨近,五顏六色的煙花越來越多的綻放在夜空中,襯托起了濃濃的年味兒,尤其吸引著孩子們駐足觀看甚至想要去一探究竟。當充滿稚氣和認真的小臉兒仰起并問著關于煙花的各種問題,誰又忍心敷衍了事?
煙花是在火藥(主要成分為硫黃、炭粉、硝酸鉀等)中按一定配比加入鎂、鋁、銻等金屬粉末和鍶、鋇、鈉等金屬化合物制成的。人們還會在煙花里加入不同劑量的氧化劑、助光劑和黏合劑。
氧化劑(硝酸鉀)在燃燒時會產生大量氧氣,起到助燃和使煙花顏色更加鮮艷的作用;助光劑(鎂鋁合金甚至還有高氯酸鉀)能大大提高煙花的亮度;黏合劑(各種樹脂)則用來將粉末狀的化合物組成大小不一的光劑顆粒。如果把這些顆粒按一定的規則排列,就可以制成不同圖案和色彩的煙花。
我們最可能遇到的問題便是關于色彩,比如為什么剛才是綠色的,現在又變成了黃色……這時多數人都想到了焰色反應,金屬化合物含有金屬離子,當這些金屬離子被燃燒時,會發放出獨特的火焰顏色。19世紀50年代由德國化學家本生發現發現食鹽,也就是氯化鈉可以使無色火焰變成亮黃色,由此發現了焰色反應。
舉例說:硝酸鈉、草酸鈉燃燒時火焰是黃色;硝酸鍶、碳酸鍶燃燒時火焰是紅色;而將硝酸鍶和硝酸鈉按一定比例混合,燃燒時火焰就會變成桔紅色。除此以外,煙花還有如下一些常見色和對應的化合物,綠色:氯化銅、硝酸銅等銅的化合物;紫色:氯化鉀、硫酸銣等鉀和銣的化合物……
更復雜多變的色彩需要有專門的組成配方,不同組合的效果也很難預測,直到今天,仍然無法用自動程序生成想要色彩的元素組合。比方說,鮮艷明亮的藍色煙火配方,到今天都沒有研制成功。
作為粉體從業者,我們當然還可以從粉體加工生產的角度講講這些火藥的制備過程。這主要由原材料準備、各組分混合和壓制成型三個過程組成。首先將藥劑各組分分別進行檢驗,固體組分經預烘、粉碎、烘干、純化、過篩處理;然后將其按用量稱量扣,經預混,加入溶劑和膠黏劑等進行濕混、晾干、造粒、干燥、冷卻、過篩等工序;最后按配方中膠黏劑的性質來確定成型加工工藝。
雖然,到最后總是還有一些孩子總是打破砂鍋問到底,我們一定要承認有一些問題是我們無法給出答案的,留給小朋友更多的想象空間和學習動力吧。
(粉體圈 作者:郜白)
作者:粉體圈
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